2ω1ω激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 类氖离子的X光激光理论研究可以为类镍X光激光提供有益启示。设计了一系列瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6 nm X光激光的实验,采用2ω1ω泵浦方式,即预脉冲采用倍频钕玻璃激光,主脉冲采用基频,用新开发的瞬态电子碰撞激发类氖锗的系列程序进行了模拟,并与1ω1ω驱动的情况进行了比较。模拟表明, 2ω1ω泵浦方案使类氖锗19.6 nm Ｘ光激光的小信号增益系数增大为1ω1ω方案的1.6倍,增益区也转移到了更高的电子密度区,是获得更短波长X光激光的一种有效方法。     

低强度激光泵浦类Ni离子X光激光实验

 在试运行的神光Ⅱ装置上,采用新设计的凸柱面透镜列阵均匀线聚焦系统, 用两束激光焦线叠加和双靶对接等技术,以预主脉冲激光驱动方式,在(5～8)×10¹³W/cm²的较低强度激光泵浦条件下,观测到Ni-like　Dy、Er、Yb的软X光激光输出,测得波长5.02nm类Ni-Yb和波长5.86nm类Ni-Dy的软X光激光的增益系数分别为1.6cm^-1和1.4cm^-1     

用类氖锗X光激光实验检验理论模拟

 介绍了用国内1ns长脉冲和国外多脉冲驱动的类氖锗的实验数据检验X光激光的理论模拟程序系列的工作。在长脉冲驱动时，对波长19.6，23.2和23.6nm三条激光线，理论模拟与实验数据基本符合。在多个短脉冲驱动时，除了与严重过电离的复合等离子体有关的实验外，理论模拟与实验也基本符合。为今后设计激光聚变等离子体诊断所需类氖锗X光激光光源工作打下了基础。     

瞬态电子碰撞激发类氖锗19.6nm X射线激光的理论研究

近来，许多实验室仅采用一个脉宽为几个ps的短脉冲就得到了强放大的软X射线激光.这表明瞬态是来得及电离的.为此，在类氖锗的瞬态电子碰撞激发19.6nm 波长X射线激光研究中，提出了采用低预脉冲产生低电离度的预等离子体，后续一个ps级短脉冲既电离又加热等离子体的驱动方式.并用系列程序进行了模拟.模拟结果表明，这种驱动方式也可以得到高增益. 关键词： X射线激光 等离子体 增益系数 瞬态电子碰撞激发     

预-主短脉冲激光驱动的高增益类氖氩软X射线激光

 用数值模拟程序计算了脉宽1.5ps预脉冲和主脉冲激光，经1.2ns的时间延迟先后泵浦喷射的密度为6.632×10^-3g/cm³的氩气柱，以获得高增益的类氖离子电子碰撞激发3p-3s跃迁激光的可能性。结果表明：在等离子体中能够形成宽的类氖离子丰度大于50%的区域，并且具有大于10²⁰ cm^-3的自由电子密度。主脉冲到达之后迅速加热自由电子，高密度的自由电子与类氖离子碰撞激发形成具有很高增益系数的增益区，增益区的半高宽度大约100μm，一维理论计算的增益系数为200~300cm^－1，持续时间大约相当于泵浦激光的时间宽度，在1~2ps之间。     

模拟 ps激光驱动的类氖锗19.6 nm X光激光

 瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量。模拟了脉宽为1 ps,波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光。模拟表明,在临界面附近可以产生高达60 cm ^-1的增益,还计算了X光激光在等离子体中的传播,计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素。     

类氖-锗电子碰撞激发X光激光的增益特性

 电子碰撞激发X光激光的增益特性依赖于电子密度Ne、电子温度Te、增益区宽度D R和介质速度梯度dv/dz等四个表征等离子体内部状态的参数。以类氖-锗离子为例研究了反转和增益特性对Te、Ne的依赖关系，并在典型的增益区宽度（D R=100 μm）和介质速度梯度（dv/dz=1.3×10⁹s^-1）下讨论了共振线俘获对增益特性影响，给出波长为19.6nm, 23.2nm和23.6nm三条激光线的增益目标区域。还讨论了双电子复合过程对离子布居的重要影响。     

掠入射低功率密度驱动Ni-like Ag X射线激光的理论研究

 用系列程序对掠入射方式驱动亚稳态类镍银的碰撞激发机制进行数值模拟。结果发现：与正入射方式相比,掠入射在1.2×10¹³ W·cm^-2低功率密度驱动时,驱动激光能量主要沉积在增益区附近,可以大幅度提高增益区的电子温度,也可以大幅度提高增益系数。通过对预主脉冲时间间隔和掠入射角的优化,采用10.5 ns延迟时间和16°的掠入射角,可使有效增益系数达到23.8 cm^-1,比正入射提高84％。用13 J驱动激光能量就可以获得增益长度积为23.8的深度饱和增益。     

30J能量驱动类镍银X光激光的理论研究

 在1.2×10¹³W·cm^－2低功率密度下，对基频激光预主短脉冲驱动类镍银X光激光机理进行了数值模拟和理论分析。证实了在靶长23 mm范围内X光激光都能获得有效放大，取得了和实验相符合的结果。考虑了单柱面镜线聚焦沿靶长度方向功率密度的非均匀性对X光激光放大的影响，采用弯曲靶能有效克服折射以及单柱面镜线聚焦功率密度非均匀带来的不利影响。理论模拟给出的类镍银X光激光的出光下限泵浦功率密度也与实验符合得很好。理论模拟还表明，采用1%左右的预脉冲强度并对预主脉冲时间间隔进行优化，X光激光的输出能量和能量转换效率将获得大幅度提高。     

掠入射较高功率密度驱动Ni-like AgX射线激光的理论研究

 用系列程序对掠入射方式驱动亚稳态类镍银碰撞激发机制进行了研究。继低功率密度驱动获得有效增益系数为23.8 cm^-1结果之后，在4.3×10¹³ W·cm^-2较高功率密度驱动时，增益区移到驱动激光折返点附近，有效增益系数达到40 cm^-1以上，比正入射提高了2.4倍。用50 J激光能量驱动单靶，就能达到有效增益长度积为40的深度饱和增益。     

Demonstration of soft x-ray laser of Ne-like Ar at 69.8 nm pumped by capillary discharge

The demonstration of a 69.8?nm laser on 3p 3P2 - 3s 1P1 (J=2-1) transition of Ne-like Ar pumped by capillary discharge is reported in this Letter. A main current of 12?kA with rise time of 43?ns was chosen to generate the plasma in a 35?cm long capillary filling with pressure of Ar as low as 11?Pa, resulting in a gain coefficient of 0.34?cm(-1) and gain-length product of 11 at 69.8?nm. Also observed is a weak laser on 3p 3D2 - 3s 3P1 (J=2-1) transition of Ne-like Ar at 72.6?nm in the same condition. In addition, multiwavelength lasing at 46.9, 69.8, and 72.6?nm was simultaneously realized in a capillary discharge plasma column, conditioning the pressure of Ar to 13?Pa.     

激发态之间的电离与复合过程对类氖锗19.6nm X射线激光增益系数的影响

考察了激发态之间的电离与复合过程对等离子体状态的影响,并对其原因进行了细致的分析,分别考察了对1.0ns,100ps和5ps激光驱动的类氖锗19.6nm Ｘ射线激光增益系数的影响.研究表明,对于5ps激光驱动的瞬态机理X射线激光来讲,因增益区处在高密度区,所以,激发态之间的电离与复合过程对X射线激光将不可以忽略.对于1.0ns和100ps激光驱动的亚稳态机理X射线激光来讲,在电子密度小于等于5×10²⁰cm^－3的区域,忽略激发态之间的电离与复合使增益的时间半高全 关键词： X射线激光 矩阵分块法 类氖锗 双电子激发态     

模拟卢瑟福实验室的实验以检验理论模拟

在亚稳态电子碰撞激发系列程序的基础上研制成功了瞬态电子碰撞激发的系列程序，并用此系列程序模拟了卢瑟福实验室2000年的类氖锗瞬态电子碰撞激发19.6nm X射线激光实验，与实验数据的比较表明，模拟结果与实验基本符合，为以后研究瞬态电子碰撞激发机理打下了基础. 关键词： X射线激光 瞬态电子碰撞激发 类氖锗 亚稳态     

Parametric study of plasma active medium and gain saturation region in a Ne-like soft X-ray laser

Plasmas created by the interaction of high power optical laser with a target surface can be used as a source of soft X-ray lasers. Plasma and pump laser characteristics play significant role in achieving high gain coefficient for such plasma based on soft X-ray lasers. In the present work, the plasma active medium parameters for germanium element at a wavelength of 19.6 nm irradiated by a double-pulse pump laser have been studied using MED103 hydrodynamic code. For this purpose, first, the effects of laser intensity, pulse width and delay time of two pulses on the gain coefficient have been investigated and the optimum conditions for the maximum gain extent of Ne-like germanium soft X-ray laser are obtained. Then, in order to calculate the intensity of such high gain lasers in which Linford equation is invalid, we have adopted the general formula of amplified spontaneous emission intensity, which is valid in all range of intensities even at much higher intensities than saturation intensity. Finally, the soft X-ray laser intensities in the saturated areas for different plasma lengths have been calculated. The results show that the output of soft X-ray laser intensity with 294 cm⁻¹ gain coefficient can reach to about several times saturated intensity by applying a 1–2 mm plasma length as the active medium.     

Saturated amplification of a collisionally pumped optical-field-ionization soft X-ray laser at 41.8 nm

We report the first saturated amplification of an optical-field-ionization soft x-ray laser. The amplifying medium is generated by focusing a circularly polarized 330-mJ, 35-fs, 10-Hz Ti:sapphire laser system in a few-mm cell filled with xenon. A gain of 67 cm(-1) on the 4d(9)5p-4d(9)5d transition at 41.8 nm in Pd-like xenon and a gain-length product of 15 have been inferred at saturation. This source delivers about 5 x 10(9) photons per pulse. The influence of the pumping energy and the laser polarization on the lasing output are also presented.     

倍频纳秒激光驱动类氖锗X射线激光的研究

利用JB19等程序分别对基频和倍频激光驱动条件下类氖锗X射线激光进行了模拟计算,结果表明利用倍频激光驱动同样也能够获得高强度的类氖锗X射线激光输出,只是对驱动激光的输出要求要高3.3倍.尽管如此,这也为将来在大型激光装置上开展类氖系列X射线激光研究指明了方向.初步的实验研究也证实了利用倍频纳秒激光驱动能够获得类氖锗X射线激光输出的结果. 关键词： X射线激光 类氖锗 数值模拟